DOI: https://doi.org/10.1016/j.vetpar.2026.110808
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42184500
تاريخ النشر: 2026-05-23
المؤلف: Jéssica Andrade Paes وآخرون
الموضوع الرئيسي: الأمراض المعدية المنقولة بواسطة الناقلات
نظرة عامة
تركز البحث على القراد Rhipicephalus microplus، وهو طفيلي خارجي مهم يؤثر على الماشية في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية. نظرًا لعدم وجود لقاحات فعالة، يستكشف الدراسة أهدافًا جزيئية جديدة لتطوير لقاحات مؤتلفة، مع التركيز بشكل خاص على لعاب القراد، الذي يحتوي على بروتينات قد تؤثر على إصابات القراد. من بين هذه البروتينات، تلعب بروتينات ربط الهيستامين (HBPs) دورًا حاسمًا من خلال احتجاز الهيستامين من المضيف، مما يسهل التصاق القراد والتغذية. تصف هذه الدراسة بروتين HBP محتمل من R. microplus، يسمى BrRm-HBP، وتقييم إمكانيته كلقاح مضاد للقراد.
أكدت التحليلات الحاسوبية الحفاظ على BrRm-HBP عبر أنواع القراد وحددت ميزات هيكلية نموذجية للبروتينات المعروفة. أظهرت الاختبارات المناعية النسيجية وجود BrRm-HBP في الغدد اللعابية، مما يشير إلى مشاركته في تفاعلات القراد والمضيف. أظهر BrRm-HBP المؤتلف، الذي تم التعبير عنه في Escherichia coli، نشاط ربط الهيستامين وأدى إلى استجابة مناعية خلطية عندما تم تحصين الأرانب. علاوة على ذلك، قدم التحصين حماية جزئية ضد الإصابات بواسطة القراد المرتبط Rhipicephalus linnaei. على الرغم من أن الدراسة لم تلاحظ تأثيرات كبيرة على لياقة القراد، إلا أنها تقترح أن استهداف الجزيئات المناعية مثل BrRm-HBP، خاصةً بالاشتراك مع مستضدات أخرى، قد يعزز فعالية اللقاح. يجب أن تبحث الأبحاث المستقبلية في دمج BrRm-HBP في تركيبات لقاحات متعددة الإبيتوبي أو هجينة لتحسين النتائج الوقائية ضد إصابات القراد.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على التأثير الاقتصادي الكبير للقراد Rhipicephalus microplus على الماشية، خاصة في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية، حيث تقدر الخسائر السنوية في البرازيل بحوالي 3.24 مليار دولار أمريكي. لا يسبب هذا القراد فقط خسائر اقتصادية مباشرة من خلال تقليل إنتاجية الماشية، بل يعمل أيضًا كناقل للعوامل الممرضة المسؤولة عن أمراض مثل البابونيسيا البقرية والأنابلاسموز. أدت الاعتماد على المبيدات الحشرية الاصطناعية للتحكم في القراد إلى ظهور تجمعات مقاومة، مما يستلزم استكشاف استراتيجيات بديلة، بما في ذلك تطوير لقاحات مضادة للقراد تستهدف البروتينات اللعابية.
من بين هذه البروتينات، تلعب بروتينات ربط الهيستامين (HBPs)، التي تنتمي إلى عائلة الليبوكالين، دورًا حاسمًا في تعديل استجابات المناعة للمضيف أثناء تغذية القراد. على الرغم من أنه تم وصف HBPs في أنواع مختلفة من القراد، إلا أن تلك المستخرجة من R. microplus لا تزال غير مستكشفة بشكل كافٍ. تهدف الدراسة إلى وصف وظيفة وخصائص مناعية لبروتين HBP محتمل من R. microplus (BrRm-HBP) وتقييم إمكانيته كلقاح مضاد للقراد. تشمل الأبحاث تحليلات حاسوبية لميزات BrRm-HBP الهيكلية والمستضدية، وتحديد موقعه المناعي في الغدد اللعابية، وتقييم قدرته على ربط الهيستامين وخصائصه المناعية. تشير النتائج الأولية إلى أن التحصين بـ BrRm-HBP يوفر حماية جزئية للأرانب المصابة بـ R. linnaei، مما يشير إلى إمكانيته كمرشح لتطوير اللقاح.
طرق
في هذه الدراسة، التزم المؤلفون بالإرشادات الأخلاقية التي وضعتها لجنة أخلاقيات تجارب الحيوانات في جامعة فيدرال دو ريو غراندي دو سول (UFRGS)، مع بروتوكولات تمت الموافقة عليها تحت الأرقام 45209 و41534. تضمنت التجارب استخدام قراد Rhipicephalus microplus من مستعمرة مختبرية في بورتو أليغري، البرازيل، والتي تم استخدامها لإصابة عجل هيرفورد في بيئة خالية من القراد بشكل طبيعي. تم إدخال حوالي 20,000 يرقة بعمر 10 أيام إلى العجل لعملية الإصابة.
بالإضافة إلى ذلك، تم جمع قراد Rhipicephalus linnaei من ريو دي جانيرو، البرازيل، للتحليل المقارن. تم إجراء تجارب التحصين على أرانب نيوزيلندية إناث معزولة ومحبوسة، بعمر ثلاثة أشهر، كل منها يزن حوالي 2 كجم. ضمنت هذه الإطار المنهجي بيئة مسيطر عليها لتقييم الاستجابات المناعية لإصابات القراد.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يسلط الضوء على النتائج المهمة التي تدعم الفرضيات أو أسئلة البحث المطروحة في الدراسة. عادةً ما يتم توضيح النتائج من خلال أشكال مختلفة من تمثيل البيانات، مثل الجداول أو الرسوم البيانية أو المعادلات، التي توفر فهمًا بصريًا واضحًا للنتائج.
قد يتضمن القسم أيضًا تحليلات إحصائية تؤكد النتائج، مما يشير إلى موثوقية وأهمية البيانات. علاوة على ذلك، يتم مناقشة أي اتجاهات أو أنماط ملحوظة فيما يتعلق بالإطار النظري الذي تم وضعه سابقًا في الورقة. بشكل عام، يخدم هذا القسم لنقل الأدلة التجريبية التي تدعم استنتاجات الدراسة وآثارها على الأبحاث المستقبلية.
مناقشة
يسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على التعبير ووصف الليبوكالينات في *Rhipicephalus microplus*، مع التركيز بشكل خاص على بروتين ربط الهيستامين المحتمل (BrRm-HBP). كشفت التحليلات النسخية أن BrRm-HBP يتم التعبير عنه بشكل رئيسي في الغدد اللعابية وجسم الدهون للقراد، مما يشير إلى دوره المهم في فسيولوجيا القراد وتفاعلات المضيف. من الجدير بالذكر أنه بينما تم الكشف عن مستويات عالية من النسخ، كانت الببتيدات المقابلة غائبة في مجموعات البيانات البروتينية، مما يشير إلى تنظيم ما بعد النسخ المحتمل أو قيود منهجية في اكتشاف البروتين. أكدت الاختبارات المناعية النسيجية وجود BrRm-HBP في الغدد اللعابية، مما يدعم مشاركته في تعديل استجابات المضيف أثناء التغذية.
أظهرت التحليلات النشوء والتطور والهيكلية أن BrRm-HBP يشترك في الحفاظ التطوري مع بروتينات ربط الهيستامين الأخرى من القراد، حيث تتجمع بشكل وثيق مع المتجانسات من أنواع *Rhipicephalus*. يعرض البروتين طية ليبوكالين كلاسيكية، تتميز بهيكل أسطواني β مناسب لربط الجزيئات، ويحتوي على عدة إبيتوبي B-cell خطية متوقعة، مما يشير إلى إمكانيته كهدف مناعي. أكدت الاختبارات الوظيفية قدرة BrRm-HBP على ربط الهيستامين، كما يتضح من الانخفاض الكبير في مستويات الهيستامين القابلة للاكتشاف في وجود البروتين المؤتلف. علاوة على ذلك، أظهرت تجارب التحصين في الأرانب أن التحصين بـ BrRm-HBP أثار استجابة خلطية قوية، مما يشير إلى قابليته كمرشح لتطوير لقاح مضاد للقراد. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية BrRm-HBP في بيولوجيا القراد وإمكانية تطبيقه في السيطرة على الأمراض المنقولة بواسطة القراد.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.vetpar.2026.110808
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42184500
Publication Date: 2026-05-23
Author(s): Jéssica Andrade Paes et al.
Primary Topic: Vector-borne infectious diseases
Overview
The research focuses on the cattle tick Rhipicephalus microplus, a significant ectoparasite affecting livestock in tropical and subtropical regions. Due to the absence of effective vaccines, the study explores new molecular targets for recombinant vaccine development, particularly focusing on tick saliva, which contains proteins that may influence tick infestations. Among these, histamine binding proteins (HBPs) play a crucial role by sequestering host histamine, thereby facilitating tick attachment and feeding. This study characterizes a putative HBP from R. microplus, designated BrRm-HBP, assessing its potential as an anti-tick vaccine.
In silico analyses confirmed the conservation of BrRm-HBP across tick species and identified structural features typical of known HBPs. Immunohistochemical assays localized BrRm-HBP in salivary glands, indicating its involvement in tick-host interactions. Recombinant BrRm-HBP, expressed in Escherichia coli, demonstrated histamine-binding activity and induced a humoral immune response when rabbits were immunized. Furthermore, vaccination provided partial protection against infestations by the related tick Rhipicephalus linnaei. Although the study did not observe significant effects on tick fitness, it suggests that targeting immunomodulatory molecules like BrRm-HBP, especially in combination with other antigens, could enhance vaccine efficacy. Future research should investigate the integration of BrRm-HBP into multi-epitope or chimeric vaccine formulations to improve protective outcomes against tick infestations.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significant economic impact of the tick Rhipicephalus microplus on cattle, particularly in tropical and subtropical regions, with annual losses in Brazil estimated at approximately US$ 3.24 billion. This tick not only causes direct economic losses through reduced livestock productivity but also serves as a vector for pathogens responsible for diseases such as bovine babesiosis and anaplasmosis. The reliance on synthetic acaricides for tick control has led to the emergence of resistant populations, necessitating the exploration of alternative strategies, including the development of anti-tick vaccines targeting salivary proteins.
Among these proteins, histamine-binding proteins (HBPs), which belong to the lipocalin family, play a crucial role in modulating host immune responses during tick feeding. Although HBPs have been characterized in various tick species, those from R. microplus remain underexplored. The study aims to functionally and immunologically characterize a putative HBP from R. microplus (BrRm-HBP) and assess its potential as an anti-tick vaccine. The research includes in silico analyses of BrRm-HBP’s structural and antigenic features, immunohistochemical localization in salivary glands, and evaluation of its histamine-binding capacity and immunogenicity. Preliminary results indicate that immunization with BrRm-HBP provides partial protection in rabbits infested with R. linnaei, suggesting its potential as a candidate for vaccine development.
Methods
In this study, the authors adhered to ethical guidelines established by the Animal Experimentation Ethics Committee of the Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), with protocols approved under numbers 45209 and 41534. The experiments involved the use of Rhipicephalus microplus ticks from a laboratory colony in Porto Alegre, Brazil, which were utilized to infest a Hereford calf in a naturally tick-free environment. Approximately 20,000 10-day-old larvae were introduced to the calf for the infestation process.
Additionally, Rhipicephalus linnaei ticks were collected from Rio de Janeiro, Brazil, for comparative analysis. The immunization experiments were conducted on isolated, caged, three-month-old female New Zealand rabbits, each weighing around 2 kg. This methodological framework ensured a controlled environment for assessing the immunological responses to tick infestations.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It highlights the significant outcomes that support the hypotheses or research questions posed in the study. The results are typically illustrated through various forms of data representation, such as tables, graphs, or equations, which provide a clear visual understanding of the findings.
The section may also include statistical analyses that validate the results, indicating the reliability and significance of the data. Furthermore, any observed trends or patterns are discussed in relation to the theoretical framework established earlier in the paper. Overall, this section serves to convey the empirical evidence that underpins the study’s conclusions and implications for future research.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the expression and characterization of lipocalins in *Rhipicephalus microplus*, particularly focusing on a putative histamine-binding protein (BrRm-HBP). Transcriptomic analysis revealed that BrRm-HBP is predominantly expressed in the salivary glands and fat body of ticks, suggesting its significant role in tick physiology and host interactions. Notably, while high transcript levels were detected, corresponding peptides were absent in proteomic datasets, indicating potential post-transcriptional regulation or methodological limitations in protein detection. Immunohistochemical assays confirmed the localization of BrRm-HBP in salivary glands, supporting its involvement in modulating host responses during feeding.
Phylogenetic and structural analyses demonstrated that BrRm-HBP shares evolutionary conservation with other tick histamine-binding proteins, clustering closely with homologs from *Rhipicephalus* species. The protein exhibits a classical lipocalin fold, characterized by a β-barrel structure suitable for ligand binding, and contains several predicted linear B-cell epitopes, indicating its potential as an immunogenic target. Functional assays confirmed BrRm-HBP’s ability to bind histamine, evidenced by a significant reduction in detectable histamine levels in the presence of the recombinant protein. Furthermore, vaccination trials in rabbits showed that immunization with BrRm-HBP elicited a robust humoral response, suggesting its viability as a candidate for anti-tick vaccine development. Overall, the findings underscore the importance of BrRm-HBP in tick biology and its potential application in controlling tick-borne diseases.